1、工业控制网络技术第三章第三章 工业控制网络的工业控制网络的基本构成基本构成工业企业网工业企业网工业控制网络概述工业控制网络概述1.范围确定性 工业企业网络是在有关企业范围内为了实行企业的集成管理和控制而建成的一种网络环境，它具有特定的地域范围和服务范围，并能实行从现场实时控制到管理决策支持的功能。2.集成性 工业企业网通过对计算机技术、信息与通信技术和控制技术的集成，达到了现场信号监测、数据处理、实时控制到信息管理、经营决策等功能上的集成，从而构成了企业信息基础设施的基本框架。3.安全性 区别于Internet和其他广域网，工业企业网时作为相对独立单位的某个企业的内部网络，在企业信息保密和防止
2、外部入侵上要求有高度的安全性，确保企业既能通过网络获取外部信息和发布内部公开信息，又能相对独立和安全地处理内部事务而不受外部干涉。4.相对开放性 工业企业网是连接企业各部门的桥梁和纽带，并与Internet连通。这样工业企业网作为Internet的一个组成部分，它必然具有开放性，但这种开放性是在高度安全措施保障下的相对开放性。工业企业网络结构工业企业网络结构典型的工业企业网典型的工业企业网工业企业网络构建策略工业企业网络构建策略典型的工业企业网典型的工业企业网工业企业网络应用工业企业网络应用典型的工业企业网典型的工业企业网1.管理信息系统（MIS）管理信息系统辅助完成企业日常结构化的信息处理任
3、务，MIS的任务主要体现在如下几个方面：（1）对基础数据进行严格的管理，要求计量工具标准化、程序和方法的正确使用，使信息流通渠道顺畅。同时，必须保证信息的准确性、一致性。（2）确定信息处理过程的标准化，统一数据和报表的标准格式，以便建立一个集中统一的数据库。（3）高效低能耗地完成日常事务处理业务，优化分配各种资源，包括人力、物力、财力等。（4）充分利用已有的资源，包括现在和历史的数据信息等，运用各种管理模型，对数据进行加工处理，支持管理和决策工作，以便实现组织目标。工业企业网络应用工业企业网络应用典型的工业企业网典型的工业企业网1.管理信息系统（MIS）为了能实现管理信息系统的主要任务，MIS
4、必须具备以下七个方面的特点：（1）MIS是一个人机结合的辅助管理系统，管理和决策的主体是人，计算机系统只是工具和辅助设备。（2）主要应用于结构化问题的解决。（3）主要考虑完成例行的信息处理业务，包括数据输入、存储、加工与输出，制定生产计划，进行生产和销售的统计等。（4）以高速度低成本完成数据的处理业务，追求系统处理问题的效率。（5）目标是要实现一个相对稳定的、协调的工作环境。因为系统的工作方法、管理模式和处理过程是确定的，所以系统能够稳定协调地工作。（6）数据信息成为系统运作的驱动力。因为信息处理模型和处理过程的直接对象是数据信息，只有保证完整的数据资料的采集，系统才有运作的前提。（7）设计系
5、统时，强调科学的、客观的处理方法的应用，并且系统设计要符合实际情况。工业企业网络应用工业企业网络应用典型的工业企业网典型的工业企业网2.办公自动化系统（OA）办公自动化，是指通过先进技术的应用，将人们的部分办公业务物化于人以外的各种设备，并由这些设备和办公人员共同完成办公业务的人机信息系统。OA与MIS、DSS相比较，更多地强调技术的应用和自动化的办公设备的使用为主，较少地应用管理模型。办公自动化还可以形象地理解为，办公人员运用现代科学技术，如通过局域网或远程网络，采用各种媒体形式，管理和传输信息，改变传统办公的面貌，实现无纸化办公。办公自动化具有如下的特点：（1）面向非结构化的管理问题；（2
6、）工作对象主要是事务处理类型的办公业务；（3）强调即席的工作方式；（4）设备驱动。工业企业网络应用工业企业网络应用典型的工业企业网典型的工业企业网3.计算机集成制造系统（CIMS）工业企业网络应用工业企业网络应用典型的工业企业网典型的工业企业网4.决策支持系统（DSS）工业企业网络应用工业企业网络应用典型的工业企业网典型的工业企业网5.客户关系管理（CRM）集散控制系统（集散控制系统（DCSDCS）工业控制网络工业控制网络集散型控制系统是计算机（Computer）、通信（Communication）、CRT显示和控制（Control）技术（简称四C技术）发展的产物。它采用危险分散、控制分散，而
7、操作和管理集中的基本设计思想，多层分级、合作自治的结构形式，适应现代化的生产和管理要求。它是在为解决原有计算机集中DDC控制导致的危险集中和常规模拟仪表控制功能单一的局限性，同时在为克服DDC控制双工系统高成本的探索中，于20世纪70年代中期研究出来的以多微机系统为基础的新型控制系统。第一代第一代DCSDCS集散控制系统（集散控制系统（DCSDCS）工业控制网络工业控制网络第二代第二代DCSDCS第三代第三代DCSDCS现场总线现场总线工业控制网络工业控制网络现场总线的定义 按照IEC1158标准，现场总线是一种互联现场自动化设备及其控制系统的双向串行数字通信协议。也就是说，现场总线是控制系统
8、中底层的通信网络，具有双向数字传输功能，在控制系统中允许智能现场装置全数字化、多变量、双向、多节点，并通过一条物理媒体互相交换信息。现场总线的结构遵循国际标准化组织（ISO）的开放系统互联（OSI）模型，而不同的现场总线的结构又不尽相同。现场总线现场总线工业控制网络工业控制网络现场总线系统的特点：（1）系统的开放性 开放是指对相关标准的一致性、公开性，强调对标准的共识于遵从。一个开放系统，是指它可以与世界上任何地方遵守相同标准的其他设备或系统连接。通讯协议一致公开，各不同厂家的设备之间可实现信息交换。现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。用户可按自己的需要和考虑，把来自不
9、同供应商的产品组成大小随意的系统。通过现场总线构筑自动化领域的开放互联系统。（2）互可操作性与互用性 互可操作性，是指实现互联设备间、系统间的信息传送与沟通；而互用则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可实现相互替换。（3）现场设备的智能化与功能自治性 它将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，近靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。（4）系统结构的高度分散性 现场总线已构成一种新的全分散性控制系统的体系结构。从根本上改变了现有DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了可靠性。（5）对现场环境的适应性 工作在生产现场前端，作为工厂网络底层的现场总线，是砖瓦现场环境而设计的，可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现供电与通信，并可满足本质安全防爆要求等。现场总线现场总线工业控制网络工业控制网络企业信息集成的架构企业信息集成的架构工业以太网工业以太网工业控制网络工业控制网络工业以太网体系结构工业以太网体系结构
